eda实现多功能数字钟课程设计.doc

EDA实现多功能数字钟 数字电子技术课程设计报告—— EDA实现多功能数字钟 专业班级： 姓 名： 学 号： 指导教师： 设计日期： 目录 一、实验任务 1 二、关键词 1 三、内容摘要 1 四、数字钟电路系统组成框图 2 五、各个功能模块的实现 3 (1)小时计时 3 (2)分钟计时 3 (3)秒钟计时 4 (4)校时校分 5 (5)整点报时 6 (6)时段控制 6 六、数字钟的顶层文件 7 七、下载 8 (1)添加译码模块后的原理图 8 (2)选用芯片 8 (3)分配引脚号 9 (4)器件下载 9 (5)效果显示 9 八、遇到的问题及解决办法 12 九、《课程设计》中设计项目完成最终结论 13 十、结束语 13 十一、附录 14 一、实验任务： 用FPGA器件和EDA技术实现多功能数字钟的设计 已知条件：1、QuartusП软件 2、FPGA实验开发装置 基本功能：1、以数字形式显示时、分、秒的时间； 2、小时计数器为24进制； 3、分、秒计数器为60进制。 拓展功能：1、校时、校分（有两个使能端构成，分别为校时、校分功能，同时按无效） 2、仿电台报时（每个小时的59分51、53、55、57、59分别以四长声一短声进行报时） 3、时段控制（让信号显示灯在晚上19点至早上5点灭。之后亮） 二、关键词 小时、分钟计时模块、顶层文件、整点报时、时段控制、下载模块 三、内容摘要 1、设计要求：(1)小时计数器为8421BCD码24制；分和秒计数器为8421BCD码60进制计数器；(2)拓展功能：①校正“时”和“分”；②整点报时；③时段控制。 2、硬件描述语言设计(Verilog HDL语言)方法在QuartusП软件系统平台上建立数字电子钟电路的顶层文件并完成编译和仿真。 3、输入变量：时钟CPS，直接清零RD；输出变量：小时计时H[7..4]、H[3..0]为8421BCD码输出，其时钟为CPH；之后的分计时、秒计时均为8421BCD码输出，其时钟为CPS等。 4、在顶层文件中，由若干低层模块“打包”组成整个多功能数字钟，分别对各模块作设计及仿真，最后级联各模块，统调、仿真及下载，从而实现各项功能。 四、数字钟电路系统组成框图： 秒显示器分显示器时显示器 秒显示器 分显示器 时显示器 仿电台报时 仿电台报时 秒译码器分译码器时译码器主 秒译码器 分译码器 时译码器 时段控制体 时段控制 分计数器秒计数器时计数器电 分计数器 秒计数器 时计数器 定点闹时路 定点闹时 校时电路 校时电路 拓展电路 五、各个功能模块的实现 (1)小时计时 模块图如下： 对该模块进行编译及波形仿真如下： 分析及结论：由仿真图看出，当小时的高四位为0、1时，小时的低四位为九时，在下一个时钟的上跳延来了之后，高四位加一；当小时的高四位为2，同时低四位为3时，小时的高低四位都清零。从而实现00—24分的记数功能。仿真波形显示里23小时到00分的循环的过程仿真到位。 对上述仿真波形图进行打包工作，将24进制图建立成模块： (2)分钟计时 模块原理图如下： 对该图进行编译及波形仿真如下： 分析及结论：分计数器是60进制的。当分钟的高四位0、1、2、3、4时，小时的低四位为九时，在下一个时钟的上跳延来了之后，高四位加一；当分钟的高四位为5，同时低四位为9时，分钟的高低四位都清零。从而实现00—59秒的记数功能。Cp60S为向分的进位信号上跳沿有效。仿真波形显示里59秒到00秒的循环的过程，仿真到位。 对上述仿真波形图进行打包工作，将60进制图建立成模块： (3)秒钟计时 　 模块原理图如下： 对该图进行编译及波形仿真如下 分析及结论：仿真实现00—59秒的记数功能。Cp60S为向分的进位信号上跳沿有效。仿真波形显示里59秒到00秒的循环的过程，仿真到位。 对上述仿真波形图进行打包工作，将60进制图建立成模块： (4)校时校分模块 模块原理图如下 对该图进行编译及波形仿真如下 分析及结论：由仿真图可以看出，当SWM为0时，用秒时钟CPS对分钟进行校对。当SWH、SWM都不为0时、分钟、小时正常计数。验证了本模块的逻辑功能 (5)整点报时模块 对该图进行编译及波形仿真如下 由仿真图波形图可以看出，当为59分51秒53秒55秒57秒时